Directed protein targeting to study protein-protein interactions and the biological effects of functional protein knockouts

• Applicant: Professorin Dr. Katja Maren Arndt
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2003 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5400117

Protein-Protein Interaktionen besitzen eine zentrale Bedeutung in fast allen zellulären Prozessen, sind jedoch aufgrund ihrer Komplexität schwierig zu erfassen. Meine Arbeiten werden sich auf eine der häufigsten und wichtigsten Protein-Interaktionsdomänen konzentrieren, das Coiled-Coil-Motiv, das aus zwei oder mehr umeinander gewundenen a-Helices besteht. Ich plane, biologisch und medizinisch relevante Coiled-Coil-Proteine, die an der Entstehung von Krebs und Diabetes beteiligt sind, mit kleinen helikalen Peptiden spezifisch anzugreifen. Durch eine Kombination aus rationalem Design, DNA Bibliotheken und effizienten Selektionssystemen werden hochspezifische Peptide generiert werden. Zudem wird eine bestehende Selektionstechnologie von dimeren zu multimeren Interaktionen erweitert werden. Biophysikalische Charakterisierungen der selektionierten Peptide werden die grundlegenden Prinzipien der Coiled-Coil-Stabilität und -Spezifität aufdecken und damit den derzeitigen Kenntnisstand über Proteininteraktion und -erkennung deutlich erweitern. Die generierten Peptide werden als vielseitige Werkzeuge zum funktionalen Ausschalten der Zielproteine eingesetzt werden. Dieser Ansatz wird unter Anwendung modernster Proteomics-Technologien die von dem Zielprotein beeinflussten Netzwerke aufspüren. Das vorgestellte Forschungsvorhaben wird das Verständnis der Interaktionsprinzipien von Coiled-Coil-Proteinen deutlich verbessern und ihre Rolle in verschiedensten zellulären Prozessen, wie Signaltransduktion, Genregulation, virale Infektion, Zellteilung und Fertilisation klären. Zusätzlich werden Peptide, die spezifisch Zielproteine erkennen und blockieren können, in der Diagnostik und Therapie von Bedeutung sein.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups